我國MEMS傳感器集成電路取得突破性進(jìn)展

日前，南京理工大學(xué)的一篇關(guān)于物理傳感器方面的論文在微電子學(xué)與集成電路領(lǐng)域頂級(jí)國際期刊IEEE JOURNAL OFSOLID-STATE CIRCUITS(JSSC)刊出。該研究成果表示我國在MEMS慣性傳感器專用集成電路設(shè)計(jì)方面取得突破性發(fā)展。

現(xiàn)代生活中，智能手機(jī)、汽車導(dǎo)航、游戲機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、音樂播放器、無線鼠標(biāo)、硬盤保護(hù)器、智能玩具、計(jì)步器、防盜系統(tǒng)等等都融入了MEMS慣性傳感器，雖然它們通常只有幾毫米甚至更小，卻是解決導(dǎo)航、定位、定向和運(yùn)動(dòng)姿態(tài)測量的重要部件。

2015年9月，微電子學(xué)與集成電路領(lǐng)域頂級(jí)國際期刊IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS(JSSC)刊出了南京理工大學(xué)MEMS團(tuán)隊(duì)的研究論文《A Sub-gBias-Instability MEMS Oscillating Accelerometer With an Ultra-Low-NoiseRead-Out Circuitin CMOS》，這是國內(nèi)首次在該期刊上發(fā)表物理傳感器方面的文章。研究成果發(fā)表于JSSC，表明南理工在MEMS慣性傳感器專用集成電路設(shè)計(jì)方面取得了突破性進(jìn)展。這項(xiàng)研究成果能大大提高傳感器的穩(wěn)定性(精度)，采用該電路的傳感器，其性能達(dá)到國內(nèi)外已報(bào)道的先進(jìn)水平。

MEMS團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人蘇巖教授介紹說，慣性傳感器是檢測和測量加速度、傾斜、沖擊、振動(dòng)、旋轉(zhuǎn)和多自由度(DoF)運(yùn)動(dòng)的傳感器。由加速度計(jì)和陀螺儀組成的慣性系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)載體位置及運(yùn)動(dòng)信息的實(shí)時(shí)監(jiān)測。采用MEMS工藝制造的慣性傳感器敏感結(jié)構(gòu)的尺寸，通常只有幾毫米甚至更小;專用集成電路(ASIC)是為特定用戶或特定電子系統(tǒng)制作的集成電路，可將成千上萬的晶體管電路集成于一塊芯片，同樣具有尺寸小的特點(diǎn)。這兩者都可大批量生產(chǎn)，成本極低。

因此，專用集成電路(ASIC)技術(shù)和MEMS技術(shù)將極大地降低慣性傳感器的成本、體積和功耗，使得該類型傳感器可廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子類產(chǎn)品中。此外采用高性能專用集成電路(ASIC)后，還可降低環(huán)境因素及寄生參數(shù)對(duì)傳感器性能的影響，大幅度提升MEMS慣性傳感器的精度，使得該類型傳感器可以在高精度導(dǎo)航制導(dǎo)領(lǐng)域得到應(yīng)用，能為國防科技的發(fā)展貢獻(xiàn)一份力量。